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문제 정의
- 본 연구에서는 국내에 자생하는 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 형태적 특성, 자실체 발생지의 환경특성, 목재분해효소 특성의 차이를 알고자 하였다.
- 국내 자생하는 잣뽕나무버섯은 주로 잣나무와 참나무류에서 발생하는 것으로 보고되었으나[9], 일부 지역에서는 잣나무림에서만 발생하는 것으로 보고되었다[15]. 본 연구에서는 잣뽕나무버섯이 산림 내에서 우점하고 있는 교목층에 대해 넓은 기주범위를 보였는데, 이는 산림에서 수관 면적이 넓은 교목층을 죽게 하여 빛과 물이 하층식생에 들어와서 자연천이를 촉진시키는 기능을 할 것으로 생각된다. 또한 해발고도에 관계없이 저지대부터 고지대까지 발생하였는데, 잣뽕나무버섯의 최적 발생환경은 춥고 건조한 지역[16], 생장환경의 최적 해발고도는 1,000~1,600 m이다[17].
제안 방법
- 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 기주식물 및 주변 식생은 버섯이 발생하는 지점을 중심으로 10 × 10 m에 조사구에서 지형, 기주식물, 조사구 계층구조(교목층, 아교목층, 관목층, 초본층)을 기록하였다.
- 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 형태학적 변이는 10개의 조사지에서 채집한 자실체로써 비교하였다. 채집한 자실체는 주름살, 갓, 대의 모양 및 색깔 등을 관찰하고, 갓의 직경 및 두께, 대의 길이 및 두께 등을 측정하였다.
- 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 형태학적 변이는 10개의 조사지에서 채집한 자실체로써 비교하였다. 채집한 자실체는 주름살, 갓, 대의 모양 및 색깔 등을 관찰하고, 갓의 직경 및 두께, 대의 길이 및 두께 등을 측정하였다.
- 뽕나무버섯이 발생한 줄기와 수피에서 근상균사속을 채집하여 형태적 특성을 조사하였다. 기주식물 주변의 토양을 굴취삽으로 10~20 cm 정도 파내어 토양 속 근상균사속을 채취하였다.
- 기주식물 주변의 토양을 굴취삽으로 10~20 cm 정도 파내어 토양 속 근상균사속을 채취하였다. 이들 시료는 formalin-acetic acid-alcohol (FAA) 용액에 넣어 보존하면서 해부현미경과 광학현미경으로 형태를 관찰하였다.
- PDA에서 각각 순수분리 배양된 균사체를 직경 6 mm의 cork borer로 채취하여 CNY broth (1% CMCsodiumsalt, 0.5% NaCl, 0.5% yeast extract, 0.3% peptone, 0.2% (NH4)2HPO4, 0.05% MgSO4•7H2O, 0.2% K2HPO4, pH 5.8)에 접종하고, 25℃에서 5일, 10일, 15일, 20일, 25일간 120 rpm으로 진탕배양 하였다.
- 반응이 끝난 후 즉시 dinitrosalicylic acid (DNS) 3mL을 첨가한 후 100℃에서 5분 동안 반응시켰다. 반응 후 증류수 20mL을 첨가하여 0℃ 냉동저장고에 10분간 냉각시키고 UV-Vis를 이용하여 540 nm에서 흡광도로써 효소 활성을 측정하였다. 환원당 정량을 위해 glucose를 표준당으로 하여 0.
- 두 종의 laccase 활성 차이를 조사하기 위해 2,2'-azino bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate, (ABTS)를 기질로 사용하였다. PDA 배지에서 배양한 균사를 직경 6 mm의 cork borer로 3개씩을 YM broth(1% glucose, 0.3% malt extract, 0.5% peptone, 0.3% yeast extract, pH 5.8)에 접종하고 25℃에서 120 rpm으로 진탕배양하면서 5일, 10일, 15일, 20일, 25일에 배양액을 수집하여 효소활성도를 측정하였다. 이들 배양액을 miracloth에 여과하여 조효소액으로 사용하였다.
대상 데이터
- 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 발생지 식생 특성은 2013년 9월부터 10월까지 경기 가평군 설악면, 강원 평창군 진부면, 충북 충주시 수안보면, 충남 계룡시 계룡산, 전북 완주군 모악산, 경북 문경시 대야산 등 6개 지역을, 2016년 9월부터 10월까지 강원도 인제군, 경북 영주시 비로봉, 충북 단양군 연화봉, 충북 보은군 등 4개 지역을 조사하였다(Table 1, Fig. 1).
- 1. Twelve collection sites for Armillaria solidipes and A. gallica in Korea.
- 뽕나무버섯이 발생한 줄기와 수피에서 근상균사속을 채집하여 형태적 특성을 조사하였다. 기주식물 주변의 토양을 굴취삽으로 10~20 cm 정도 파내어 토양 속 근상균사속을 채취하였다. 이들 시료는 formalin-acetic acid-alcohol (FAA) 용액에 넣어 보존하면서 해부현미경과 광학현미경으로 형태를 관찰하였다.
- 두 종의 laccase 활성 차이를 조사하기 위해 2,2'-azino bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate, (ABTS)를 기질로 사용하였다.
- 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 cellulase 활성은 carboxymethycellulose (CMC)를 기질로 사용하여 측정하였다. PDA에서 각각 순수분리 배양된 균사체를 직경 6 mm의 cork borer로 채취하여 CNY broth (1% CMCsodiumsalt, 0.
이론/모형
- Laccase 활성은 Haileka [14]이 제시한 방법으로, 조효소액 0.1 mL을 1 mL 50 mM acetate buffer (pH 3.5)와 1 mL 2 mM ABTS 용액을 혼합한 용액에 첨가하여 10분간 반응시켰으며, ABTS의 산화물은 UV-Vis를 이용하여 420 nm(ε = 36,000 M-¹ cm-¹)에서 흡광도를 측정하였다.
- 8)에 접종하고, 25℃에서 5일, 10일, 15일, 20일, 25일간 120 rpm으로 진탕배양 하였다. 효소활성은 Ghose [13]가 제시한 실험방법에 따라 조효소액 0.5 mL와 기질로 2% CMC 0.5 mL을 섞은 후 50℃에서 30분 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후 즉시 dinitrosalicylic acid (DNS) 3mL을 첨가한 후 100℃에서 5분 동안 반응시켰다.
성능/효과
- gallica)은 소나무, 신갈나무, 물푸레나무를 기주식물로 하여 산정, 사면, 평지 등에서 조사되었고 발생 해발고도는 119~556 m 였다. 이 버섯 발생지의 교목층은 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 물푸레나무 등이 우점하였고, 아교목층은 헛개나무, 생강나무, 산사나무, 느릅나무, 층층나무, 당단풍나무 등이 출현하였으며, 관목층은 국수나무, 머루, 화살나무, 층층나무, 싸리, 물푸레나무, 쥐똥나무, 노린재나무 등이, 그리고 초본층에서는 고사리, 제비쑥, 사초, 쐐기풀, 애기똥풀 등이 관찰되었다(Table 3). 곤봉뽕나무버섯의 분포는 해발고도와 높은 연관성이 있는데[18], 프랑스 Massif Central 부근에서 해발고도 850 m에서는 발생하였지만 1,100 m에서는 드물었고, 1,400 m 이상에서는 발생하지 않았다[17].
- 두 종간의 형태적 특징 차이는 갓색, 직경, 주름살, 대의 털색과 기부 형태였다. 잣뽕나무버섯의 갓 색은 대부분 적갈색인 반면에, 곤봉뽕나무버섯은 황갈색이었고, 잣뽕나무버섯이 곤봉뽕나무버섯보다 갓 직경이 넓고 주름살은 촘촘했다.
- 잣뽕나무버섯(A. solidipes)과 곤봉뽕나무버섯(A. gallica)의 laccase 활성을 비교한 결과, 접종 후 25일 동안 잣뽕나무버섯의 균주가 12.94 ± 0.4 U/mL로 곤봉뽕나무버섯의 9.14 ± 0.3 U/mL 보다 높았다(Fig. 7).
- Worrall 등[31]에 따르면 laccase 활성은 근상균사속의 형성과 양의 상관관계를 보이며 laccase 활성이 배양 후 15일에 최대치를 나타날 때 근상균사속의 생장률이 가장 높았다. 본 연구에서 PDA 배지에 배양할 때 근상균사속의 형성이 약 7~10일에 형성되었으며 약 15~20일경에 생장률이 높은 것을 비추어볼 때, 잣뽕나무버섯과 곤봉뽕나무버섯의 laccase 활성이 15~20일에 가장 높게 나타난 것은 근상균사속의 형성과 관계된 것으로 유추할 수 있다. laccase는 멜라닌 색소와 연합하여 세포와 세포를 접착하는 기능을 하여 단순한 균사체보다 구조적으로 더 단단하게 중합한다[32].
- 잣뽕나무버섯(A. solidipes)과 곤봉뽕나무버섯(A. gallica)의 cellulase 활성을 비교한 결과, 접종 후 25일 동안 각각 61.0 ± 1.6 U/mL, 61.6 ± 1.1 U/mL 으로 차이가 거의 없었다(Fig. 5).
- 두 종의 cellulase 활성은 배양 후 5일부터 서서히 증가하다가 15일에서 곤봉뽕나무버섯은 21.1 ± 3.1 U/mL, 잣뽕나무버섯은 18.8 ± 2.0 U/mL로 최대를 보인 후, 줄어들었다(Fig. 6).
후속연구
- 3배 증가하였으며, 청정 임산물과 더불어 임업의 6차 산업화로 인하여 임업인의 산림소득에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다[8]. 또한 간벌 등 숲의 가치를 높이기 위한 숲가꾸기 사업 후에 남겨진 벌목 그루터기에서는 이 뽕나무버섯류의 발생이 증가하고 있으므로 이들 뽕나무버섯속의 분포환경에 대한 연구가 필요하다.
- 또한 해발고도에 관계없이 저지대부터 고지대까지 발생하였는데, 잣뽕나무버섯의 최적 발생환경은 춥고 건조한 지역[16], 생장환경의 최적 해발고도는 1,000~1,600 m이다[17]. 이 종은 상대적으로 양분이 부족하고 기온이 낮으며 높은 고도의 산림에서도 수세가 약한 나무나 고사된 나무 등에 침입하고 유기물을 분해하여 양분 순환을 촉진시킴으로써 생물 다양성을 증가시키는데 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.
- 또한 백색부후균은 나무에 침투할 때, 우선적으로 셀룰로오스보다 리그닌을 분해하므로 laccase 활성이 중요하다[36]. 그러므로 laccase 활성이 높은 잣뽕나무버섯이 곤봉뽕나무버섯보다 수목에 침투하는데 유리하여 아밀라리아 뿌리썩음병을 일으키는데 도움을 줄 것으로 생각된다.
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